JP3709692B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪の空転を防いで車両の安定性及び運転性を確保する駆動力制御装置に関し、特にトルクコンバータを備えた車両の駆動力制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速時等に駆動輪が空転して、加速性能が低下するのを防止する駆動力制御装置（あるいはＴＣＳ＝トラクションコントロールシステム）としては、特開平１−２２３０６４号公報、特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報、特開平４−１２１２３２号公報等が知られている。
【０００３】
上記特開平１−２２３０６４号公報では、車両の発進時に駆動輪の空転が検出されると、路面摩擦係数μによらす一定の目標値まで駆動力を低下させるものであり、この場合、高μ路に合わせて駆動力低下量を設定すると、低μ路でトルク過大となって駆動輪の空転を収束できず、逆に、低μ路に合わせて駆動力低下量を設定すると、高μ路でトルク過小となって失速を招いてしまう。
【０００４】
そこで、特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報では、駆動トルク検出手段と、荷重検出手段から路面摩擦係数μを推定して、駆動力抑制の目標値を決定するものが開示されている。
【０００５】
また、特開平４−１２１２３２号公報のように、駆動輪加速度を用いて余剰トルクを演算し、駆動輪と路面間の伝達可能トルクを推定して制御量を決定するものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報のように、駆動トルクを検出するセンサや、荷重を検出するセンサを用いる場合では、これらセンサを付加することによって、製造コストが大幅に増大するという問題があり、また、上記特開平４−１２１２３２号公報のように、駆動輪加速を用いるものでは、発進直後の極低速時では、車輪速センサの分解能が荒いため、正確に加速度を検出することができず、路面摩擦係数μの精度が低下して確実な制御を行うことができないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、製造コストを抑制しながら、路面摩擦に応じた駆動力制御を正確に行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、駆動輪の路面に対するスリップが所定値を超えたときに駆動輪の空転を判定する駆動力制御開始判定手段と、前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときに駆動輪の駆動力を低減する駆動力抑制手段とを備えた車両用駆動力制御装置において、エンジンと駆動輪の間の動力伝達経路に介装されたトルクコンバータと、駆動輪速とエンジン回転数に基づいてトルクコンバータのスリップ比を検出し、前記スリップ比とトルクコンバータへの入力トルクに基づいてトルクコンバータの出力軸トルクを検出するトルコン出力軸トルク検出手段を備え、前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクに基づいて、前記駆動力の低減値を設定する駆動力低減値設定手段とを備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力低減値設定手段は、駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクが所定値を超える場合には、高μ路と判定して駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクの大きさに応じて前記駆動力の低減値を変更する。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記トルコン出力軸トルク検出手段は、トルクコンバータのスリップ比から求めた容量係数に基づいて、トルクコンバータ出力軸トルクを演算する。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記トルコン出力軸トルク検出手段は、予め設定した高次関数に基づいて、前記容量係数を演算する。
【００１２】
また、第５の発明は、前記第３の発明において、前記容量係数の演算は、スリップ比の変化量に対する容量係数の変化量が所定値以下の領域で行う。
【００１３】
また、第６の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクを低減する。
【００１４】
また、第７の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、エンジンの目標駆動トルクを低減する。
【００１５】
また、第８の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクに応じて制動力を制御する。
【００１６】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、駆動輪が空転して駆動力制御が開始されると、空転を開始した瞬間のトルクコンバータ出力軸トルクを、その路面状態で伝達可能な駆動トルクの最大値として、駆動力の低減値を設定することができ、前記従来例のように、特別なセンサを用いることなく、発進直後の極低速時から路面摩擦係数に応じた駆動力制御を高精度で行うことが可能となって、前記従来例に示したように、一定の駆動力抑制値で駆動力制御を行う場合のように、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなって、製造コストの低減と高精度な駆動力制御を両立させて、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことで、駆動力制御装置の性能を大幅に向上することができる。
【００１７】
また、第２の発明は、駆動力制御が開始された瞬間のトルクコンバータ出力軸トルクが所定値を超える場合には、高μ路と判定し、路面摩擦係数μに応じたトルクコンバータ出力軸トルクに基づいて、駆動力の低減値が可変制御されるため、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなるとともに、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことができ、運転性を大幅に向上させることが可能となる。
【００１８】
また、第３の発明は、トルクコンバータのスリップ比から求めた容量係数に基づいて、トルクコンバータ出力軸トルクを演算するため、前記従来例のような特別なセンサを付加する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、第４の発明は、容量係数の演算は、予め設定した高次関数によって行うため、トルクコンバータのスリップ比の変化に対して、容量係数τの変化が過大となって誤差が拡大する可能性ある領域の変化量を緩やかに近似させて、容量係数の過大な変動を抑制して誤差が拡大するのを防ぐことで、トルコン出力軸トルクの過大な変動を防ぎ、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させることができる。
【００２０】
また、第５の発明は、容量係数の演算を、スリップ比の変化量に対する容量係数の変化量が所定値以下の領域で行うため、容量係数の過大な変動を抑制して誤差が拡大するのを防止でき、トルコン出力軸トルクの過大な変動を防ぎ、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させることができる。
【００２１】
また、第６の発明は、駆動輪の目標駆動トルクを路面摩擦係数μに応じた値に設定することができ、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２２】
また、第７の発明は、エンジンの目標駆動トルクを路面摩擦係数μに応じた値に設定することができ、例えば、燃料噴射カットや吸入空気量の制御によって、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２３】
また、第８の発明は、駆動輪の目標駆動トルクに応じて制動力を制御することで、路面摩擦係数μに応じた駆動力低減値へ迅速に設定することができ、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１において、駆動力制御装置はマイクロコンピュータ等から構成されたＴＣＳコントローラ１と、車輪速制動力を制御するＡＢＳコントローラ２０と、車両の運転状態に応じてエンジン４の空燃比制御や点火時期制御を行うエンジンコントローラ２と、同じく車両の運転状態に応じて、自動変速機６の変速制御を行うＡＴコントローラ３から構成され、駆動輪の空転を検出すると、エンジンコントローラ２やＡＢＳコントローラ２０へ駆動力制御要求を送出し、駆動輪が発生するトルクを抑制するものである。
【００２６】
エンジン４はトルクコンバータ５、変速機６及び差動装置１３を介して後輪ＲＲ、ＲＬと連結されるＦＲ式を構成しており、以下、左右後輪ＲＬ、ＲＲを駆動輪とし、左右前輪ＦＬ、ＦＲを従動輪とする。
【００２７】
ＴＣＳコントローラ１には、各車輪または車軸の回転速度を検出する車輪速センサ１２ＦＲ、１２ＦＬ、１２ＲＲ、１２ＲＬの検出信号がそれぞれ入力され、ＴＣＳコントローラ１は、これら各車輪速ＶWFR、ＶWFL、ＶWRR、ＶWRLに基づいて、従動輪平均速Ｖｗｆ（＝車体速ＶＳＰ）と駆動輪平均速Ｖｗｒを演算して、駆動輪平均速Ｖｗｒが従動輪平均速Ｖｗｆに応じて変化するしきい値Ｖｗｓを超えてときには駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を検出し、駆動力制御の開始を示す制御フラグFTCSをＯＦＦからＯＮにして駆動力を抑制する制御が開始される。
【００２８】
なお、駆動輪の空転を検出するとともに、駆動力制御の目標値となる駆動輪速のしきい値Ｖｗｓは、現在の車体速を代表する従動輪平均速Ｖｗｆに所定値αを加算して求めたもので、
Ｖｗｓ＝Ｖｗｆ＋α
で表される。
【００２９】
そして、駆動力制御は、例えば、アクチュエータ９を駆動して第２スロットル１０の開度を変更することで、目標とするエンジントルクに応じて吸入空気量Ｑａを抑制してエンジン４の出力を抑制したり、エンジンコントローラ２またはＡＢＳコントローラ２０へ駆動力制御要求信号（＝制御フラグFTCS）を送出して、エンジンコントローラ２は、燃料噴射カット量ＦＣによってエンジン４の出力を目標とするエンジントルクに低減したり、また、ＡＢＳコントローラ２０は、目標とする駆動輪トルクに応じて、駆動輪ＲＲ、ＲＬのブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬへの液圧を制御し、駆動輪ＲＲ、ＲＬが伝達するトルクを抑制することなどで行われる。この場合、ＡＢＳコントローラ２０は、図示しないマスターシリンダ圧の発生がない場合でも、制御液圧を発生可能なように、液圧源を含むものである。
【００３０】
なお、ＴＣＳコントローラ１には、エンジンコントローラ２を介して図示しないクランク角センサからのエンジン回転数Ｎｅが、自動変速機６を制御するＡＴコントローラ３から変速比ＧＥＡＲ（または変速比）が入力される。
【００３１】
ここで、ＴＣＳコントローラ１で行われる駆動力制御の一例を図２、図３のフローチャートに示し、以下、これらフローチャートを参照しながら駆動力制御について詳述する。
【００３２】
なお、これらフローチャートに基づく制御は、上記のように、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転が検出されている駆動力制御期間中、すなわち、制御フラグFTCSがＯＮの間に、所定時間毎、例えば、１０msec毎等で実行されるものである。
【００３３】
図２は、駆動力制御の全体を示すメインフローチャートで、図３は、トルクコンバータ５の出力軸トルク（以下、トルコン出力軸トルクとする）ＴＲＱＯＵＴの演算を行うサブルーチンを示し、全体の制御の流れについて説明した後、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算について詳述する。
【００３４】
まず、ステップＳ１では、ＴＣＳコントローラ１が車輪速センサ１２ＲＲ、１２ＲＬの出力の基づいて算出した駆動輪平均速Ｖｗｒとエンジン回転数Ｎｅより、後述するようにトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを求める。
【００３５】
次に、ステップＳ２では、駆動力制御（以下、ＴＣＳ制御という）が開始された第１回目のループであるか否かを判定し、制御フラグFTCSが、ＯＦＦからＯＮへ変化した直後の第１回目のループであれば、ステップＳ３へ進む一方、第２回目以降のループであればステップＳ１３へ進む。
【００３６】
第１回目のループと判定された場合のステップＳ３では、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＲ＃（例えば、２７kgm）を超えているか否かを判定して、超えている場合にはステップＳ４へ進む一方、ＴＴＲ＃以下の場合には、低μ路であると判定してステップＳ１１へ進む。
【００３７】
ステップＳ４では、図４に示すように、ＴＣＳ制御が開始された時点のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを、ＴＳＣ制御中のトルクコンバータ５の出力軸トルクの目標値であるトルクリミッタＴＬＭinに設定する。ただし、トルクリミッタＴＬＭinは、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴがＴＴＲ＃を超えると、所定の最小値ＴminからＴＲＱＯＵＴの増大に比例して所定の最大値Ｔmaxまで増大するものである。
【００３８】
ステップＳ５では、ＡＴコントローラ３から読み込んだ自動変速機６の変速段ＧＥＡＲ（または変速比）が、一定値であるか否か、すなわち、変速過渡状態でないかを判定し、所定の変速段、例えば、１速に固定されている場合にはステップＳ６へ進む一方、変速過渡状態であれば、ステップＳ１１へ進む。
【００３９】
ステップＳ６では、後述するように演算される、トルクコンバータ５のポンプ５ｐとタービン５ｔのスリップ比ＴＣＳＬＰが、所定値未満であるかを判定する。この所定値は、例えば、０．８に設定され、ステップＳ１で行われるトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算精度が低下する領域にあるか、すなわち、ロックアップ状態ないしロックアップに近い状態でであるかを判定するもので、ロックアップ近傍の状態であれば、ステップＳ１１へ進む一方、そうでない場合には、ステップＳ７へ進む。
【００４０】
ステップＳ７は、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＱ＃（例えば、１８kgm）よりも大きいか否かを判定し、ＴＴＱ＃よりも大きい場合には、現在の路面状態が高μ路であると判定してステップＳ８へ進む一方、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＱ＃（kgm）以下の場合には、上記低μ路の判定後と同様にしてステップＳ１１へ進む。
【００４１】
ステップＳ８では、路面の状態を示すフラグＦＭＵＮＴに１をセットして、高μ路で駆動力制御を開始したことを設定してから、ステップＳ９へ進む。
【００４２】
ステップＳ９では、上記ステップＳ４で設定されたトルクリミッタＴＬＭinに基づいて、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの目標値を、駆動力制御が開始された瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴに設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１０では、このトルクリミッタＴＬＭinを超えないように、上記したように、駆動力抑制手段としての第２スロットル１０、エンジン４の燃料噴射カット、ブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行って、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を抑制する。
【００４４】
一方、ステップＳ３の判定で、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃以下となった場合は、ステップＳ１１へ進み、路面の状態を示すフラグＦＭＵＮＴに０をセットして、低μ路で駆動力制御を開始したことを設定してから、ステップＳ１２へ進む。
【００４５】
ステップＳ１２では、予め設定した低μ路面用の目標駆動軸トルクＴＴＱ＃（例えば、１８Kgm）となるように、発進に必要な加速抵抗トルク、空気抵抗トルク、転がり抵抗トルク及び勾配抵抗トルクの和にフィルタ処理を施したものを、目標駆動トルクとして演算した後、ステップＳ１０へ進んで、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴがこの目標駆動トルクとなるよう、上記と同じく、駆動力抑制手段としての第２スロットル１０や、エンジン４の燃料噴射カットあるいはブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行って、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を抑制する。
【００４６】
また、ステップＳ２の判定で、第２回目以降のループであると判定されたステップＳ１３では、ＴＣＳ制御中か否かを制御フラグFTCSの状態に基づいて、判定し、ＴＣＳ制御中であれば再びステップＳ５以降の処理へ戻る一方、ＴＣＳ制御が終了した場合には、ステップＳ１４へ進んで、路面状態を示すフラグＦＭＵＮＴを０にリセットして駆動力制御処理を終了する。
【００４７】
次に、ステップＳ１で行われるトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算処理について、図３のサブルーチンを参照しながら詳述する。
【００４８】
まず、ステップＳ２０では、現在の変速段ＧＥＡＲに基づいて、駆動系の定数ＩＮＶＧを次式により算出する。
【００４９】
ＩＮＶＧ＝（２×π×Ｒａ×６０×１０-3）／（Ｎｔ×Ｎｆ）………(１)
ただし、Ｒａ：駆動輪ＲＲ、ＲＬの回転半径
Ｎｔ：現在の変速段ＧＥＡＲに応じた変速比
Ｎｆ：差動装置１３の減速比
である。
【００５０】
次に、ステップＳ２１では、トルクコンバータ５のポンプ５ｐ側の回転数に相当する駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰを、エンジンコントローラ２から読み込んだエンジン回転数Ｎｅ ［ rpm ］に 、上記ステップＳ２０で求めた定数ＩＮＶＧを乗じて演算する。なお、駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰは、トルクコンバータ５をロックアップした状態の駆動輪速Ｖｗｒに相当する。
【００５１】
ステップＳ２２では、駆動輪平均速Ｖｗｒと、上記駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰの比からトルクコンバータスリップ比（以下、トルコンスリップ比）ＴＣＳＬＰを、
ＴＣＳＬＰ＝Ｖｗｒ／ＶＰＯＭＰ ………(２)
より求める。
【００５２】
ステップＳ２３では、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰが１未満、すなわち、アンロックアップ状態であるか否かを判定し、１未満であればそのままステップＳ２５へ進む一方、１以上であれば、ステップＳ２４で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰ＝１、すなわち、ロックアップ状態にリミットをかける。
【００５３】
ステップＳ２５では、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰの変化に対してフィルタリングを施して、変化を平滑化した後、ステップＳ２６で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに基づいてトルクコンバータ５のトルク比ＭＹを次式より演算する。
【００５４】
ＭＹ＝Ｃ１−（Ｃ２×ＴＣＳＬＰ） ………(３)
ただし、Ｃ１、Ｃ２は、トルクコンバータ５の特性に応じて予め設定された値で、例えば、Ｃ１＝２、Ｃ２＝１．３に設定される。なお、このトルク比ＭＹの演算は、関数限定されることはなく、図示はしないが、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに応じたマップなどから求めてもよい。
【００５５】
次に、ステップＳ２７では、トルク比ＭＹが１よりも大きいか否かを判定し、１を超えていればそのままステップＳ２９へ進む一方、１未満であれば、ステップＳ２８で、トルク比ＭＹ＝１、すなわち、ロックアップ状態にリミットをかける。そして、ステップＳ２９では、トルク比ＭＹの変化に対してフィルタリングを施して、変化を平滑化した後、ステップＳ３０で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに基づいてトルクコンバータ５の容量係数τを次式より演算する。
【００５６】
τ＝Ｋ１×（１−ＴＣＳＬＰ7） ………(４)
ただし、Ｋ１は、トルクコンバータ５の特性に応じて予め設定された値で、例えば、Ｋ１＝４．９に設定される。この、トルクコンバータ５の容量係数τは、図５に示すように、実際には図中実線で示すように変化するが、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰが所定値、例えば、０．８を超えると、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰの微小な変化に対して、容量係数τの変化が過大となって、誤差が拡大する恐れがある。そこで、図中波線に示すように、容量係数τの特性曲線を上記（４）式のように高次関数、例えば、７次など３次以上の関数で、近似させることで、容量係数τの変化を抑制して誤差が拡大するのを防ぎ、後述するトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの過大な変動を防ぐことで、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させているのである。
【００５７】
さらに、容量係数τの特性をマップとして、ＴＣＳコントローラ１に記憶させてもよいが、この場合、ＲＯＭ等の記憶容量を増大させる必要があり、製造コストの低減のためには、上記（４）式のような、高次関数で近似させるのが望ましい。
【００５８】
次の、ステップＳ３１では、こうして求めた容量係数τとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、トルクコンバータ５の入力トルクＴＲＱＩＮ（ポンプトルク）を、
ＴＲＱＩＮ＝τ×Ｎｅ2 ………(５)
より演算する。
【００５９】
そして、ステップＳ３２では、この入力トルクＴＲＱＩＮに、ステップＳ２９で求めたトルク比ＭＹを乗じたものを、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴとして演算する。
【００６０】
ＴＲＱＯＵＴ＝ＴＲＱＩＮ×ＭＹ ………(６)
上記のようにして、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを求めた後に、図２のメインルーチンへ復帰するのである。
【００６１】
ここで、路面の摩擦係数μとトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの関係について、車両の並進運動と車輪の回転運動に基づいて説明する。
【００６２】
いま、角速度Ｖωで回転する半径Ｒの駆動輪に、荷重Ｗが加わっている車両が、摩擦係数μの路面上を加速度αｘで走行している場合を考える。駆動力をＴＤとすると、
ＩＶω＝ＴＤ−μＷｒＲ ………(７)
一方、並進運動の拘束条件より、
Ｗ／ｇ・αｘ＝μＷｒ ………(８)
で表され、駆動輪がグリップしている場合には、
αｘ＝ＲＶω ………(９)
一方、駆動輪がスリップしている場合には、
αｘ＜ＲＶω ………(１０)
で表現される。
【００６３】
上記（７）式より、
【００６４】
【数１】
【００６５】
となる。
【００６６】
この（１１）式を満たす駆動力ＴＤが、駆動輪をグリップしながら伝達できる値となる。
【００６７】
ところで、上記（１１）式中のＩ・ｇ／ｒ2は、エンジン４、自動変速機６などの駆動系及び駆動輪ＲＲ、ＲＬの車軸系の慣性モーメントを、駆動輪の動半径上の重量に換算した回転部分慣性重量のことであり、これをΔＷとすると、
ΔＷ＝Ｉ・ｇ／Ｒ2 ………（１２）
となる。
【００６８】
上記（１１）式及び（１２）式から
【００６９】
【数２】
【００７０】
で表され、路面に伝達可能なトルクは、あくまでもμＷｒＲであるが、回転部分を加速させるのに要するトルクμＷｒＲ・ΔＷ／Ｗが必要なので、スリップしない最大のエンジントルクは、ＴＤ相当値になることを示している。
【００７１】
上記トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴは、駆動輪が空転した後では、必ずしも、路面摩擦係数μを代表するものではないが、駆動輪のグリップ限界を超える瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴでみると、上記（１３）式のように路面摩擦係数μに比例した関数となる。
【００７２】
すなわち、ＴＣＳ制御が開始された瞬間の駆動力ＴＤが、上記（１３）式で表されるので、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴは路面摩擦係数μの関数となり、上記ステップＳ４で設定したトルクリミッタＴＬＭinは、そのときの路面状態において伝達可能な駆動力の最大値に設定されるのである。
【００７３】
以上のステップＳ１〜ステップＳ３２の処理を所定時間毎に行うことにより、図６に示すように、駆動輪ＲＲ又はＲＬが空転を開始して、時間ｔ１で駆動輪平均速Ｖｗｒがしきい値Ｖｗｓを超えるスリップ状態になると、制御フラグFTCSがＯＦＦからＯＮに変化してＴＣＳ制御が開始される。
【００７４】
そして、ＴＣＳ制御の第１回目のループでは、ステップＳ１で求めたトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃を超えていれば、高μ路であると判定して（ステップＳ３）、空転を開始した瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを、その路面状態で伝達可能な駆動トルクの最大値として、トルクリミッタＴＬＭinにセットする（ステップＳ４）。そして、変速段または変速比が一定の定常状態で、かつ、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰがロックアップ条件未満のときには（ステップＳ５、Ｓ６）、ステップＳ４で設定したトルクリミッタＴＬＭinを超えないように、上記駆動力抑制手段としての第２スロットル１０や、エンジン４の燃料噴射カットあるいはブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行うことで、高μ路では空転を開始したときのトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴによって、路面摩擦係数μに応じてリミッタ値ＴＬＭinがＴminからＴmaxの間で連続的に変更されて駆動力の抑制制御が行われるため、一定の駆動力抑制値で駆動力制御を行う場合のように、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなるとともに、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことができるのである。
【００７５】
一方、空転を開始した瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃以下であれば、低μ路と判定して、ステップＳ１２において、所定の低μ路用目標値ＴＴＱ＃によって駆動力制御を行うため、高μ路での失速感を抑制しながらも、低μ路でのグリップを確実に確保することが可能となり、路面状態にかかわらず、車両の安定性を確保しながら、最大の加速状態を得ることが可能となって、車両の運転性を大幅に向上させることが可能となるのである。そして、車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ及びトルクコンバータ５を備えた車両であればよいため、前記従来例のように、特別なセンサを必要とせず、製造コストの上昇を確実に抑制することができるのである。
【００７６】
このようにして、駆動輪の空転がしきい値Ｖｗｓ以下になる時間ｔ２まで駆動力制御が行われる。
【００７７】
なお、上記実施形態において、駆動力制御手段として、第２スロットル１０の制御、ブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの制御及び燃料噴射カット制御のいずれか一つを行うものであってもよい。
【００７８】
また、ステップＳ５において、１速による発進を想定したが、スノーモードなど、２速あるいは３速等で発進する場合には、発進に用いる変速段を設定すればよい。
【００７９】
また、自動変速機６に無段変速機を採用した場合、上記ステップＳ２０の演算において、変速比Ｎｔに無段変速機の変速比を与えればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す駆動力制御装置の概略構成図。
【図２】同じくＴＣＳコントローラで行われる制御の一例を示すフローチャートのメインルーチン。
【図３】同じくＴＣＳコントローラで行われる制御の一例を示すフローチャートで、トルコン出力軸トルク演算部のサブルーチン。
【図４】駆動力制御開始時のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴに対応したトルクリミッタＴＬＭinのマップ。
【図５】トルクコンバータスリップ比とトルコン容量係数τの関係を示すグラフ。
【図６】発進時に駆動輪が空転した場合の、車輪速と制御フラグ及びトルクリミッタＴＬＭin、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴと時間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１ ＴＣＳコントローラ
２ エンジンコントローラ
４ エンジン
５ トルクコンバータ
６ 自動変速機
１０ 第２スロットル
１２ＦＲ、１２ＦＬ、１２ＲＲ、１２ＲＬ 車輪速センサ
１３ 差動装置
２０ ＡＢＳコントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪の空転を防いで車両の安定性及び運転性を確保する駆動力制御装置に関し、特にトルクコンバータを備えた車両の駆動力制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速時等に駆動輪が空転して、加速性能が低下するのを防止する駆動力制御装置（あるいはＴＣＳ＝トラクションコントロールシステム）としては、特開平１−２２３０６４号公報、特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報、特開平４−１２１２３２号公報等が知られている。
【０００３】
上記特開平１−２２３０６４号公報では、車両の発進時に駆動輪の空転が検出されると、路面摩擦係数μによらす一定の目標値まで駆動力を低下させるものであり、この場合、高μ路に合わせて駆動力低下量を設定すると、低μ路でトルク過大となって駆動輪の空転を収束できず、逆に、低μ路に合わせて駆動力低下量を設定すると、高μ路でトルク過小となって失速を招いてしまう。
【０００４】
そこで、特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報では、駆動トルク検出手段と、荷重検出手段から路面摩擦係数μを推定して、駆動力抑制の目標値を決定するものが開示されている。
【０００５】
また、特開平４−１２１２３２号公報のように、駆動輪加速度を用いて余剰トルクを演算し、駆動輪と路面間の伝達可能トルクを推定して制御量を決定するものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−３６０３０号公報、特開平４−３６０３１号公報のように、駆動トルクを検出するセンサや、荷重を検出するセンサを用いる場合では、これらセンサを付加することによって、製造コストが大幅に増大するという問題があり、また、上記特開平４−１２１２３２号公報のように、駆動輪加速を用いるものでは、発進直後の極低速時では、車輪速センサの分解能が荒いため、正確に加速度を検出することができず、路面摩擦係数μの精度が低下して確実な制御を行うことができないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、製造コストを抑制しながら、路面摩擦に応じた駆動力制御を正確に行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、駆動輪の路面に対するスリップが所定値を超えたときに駆動輪の空転を判定する駆動力制御開始判定手段と、前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときに駆動輪の駆動力を低減する駆動力抑制手段とを備えた車両用駆動力制御装置において、エンジンと駆動輪の間の動力伝達経路に介装されたトルクコンバータと、駆動輪速とエンジン回転数に基づいてトルクコンバータのスリップ比を検出し、前記スリップ比とトルクコンバータへの入力トルクに基づいてトルクコンバータの出力軸トルクを検出するトルコン出力軸トルク検出手段を備え、前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクに基づいて、前記駆動力の低減値を設定する駆動力低減値設定手段とを備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力低減値設定手段は、駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクが所定値を超える場合には、高μ路と判定して駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクの大きさに応じて前記駆動力の低減値を変更する。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記トルコン出力軸トルク検出手段は、トルクコンバータのスリップ比から求めた容量係数に基づいて、トルクコンバータ出力軸トルクを演算する。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記トルコン出力軸トルク検出手段は、予め設定した高次関数に基づいて、前記容量係数を演算する。
【００１２】
また、第５の発明は、前記第３の発明において、前記容量係数の演算は、スリップ比の変化量に対する容量係数の変化量が所定値以下の領域で行う。
【００１３】
また、第６の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクを低減する。
【００１４】
また、第７の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、エンジンの目標駆動トルクを低減する。
【００１５】
また、第８の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクに応じて制動力を制御する。
【００１６】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、駆動輪が空転して駆動力制御が開始されると、空転を開始した瞬間のトルクコンバータ出力軸トルクを、その路面状態で伝達可能な駆動トルクの最大値として、駆動力の低減値を設定することができ、前記従来例のように、特別なセンサを用いることなく、発進直後の極低速時から路面摩擦係数に応じた駆動力制御を高精度で行うことが可能となって、前記従来例に示したように、一定の駆動力抑制値で駆動力制御を行う場合のように、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなって、製造コストの低減と高精度な駆動力制御を両立させて、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことで、駆動力制御装置の性能を大幅に向上することができる。
【００１７】
また、第２の発明は、駆動力制御が開始された瞬間のトルクコンバータ出力軸トルクが所定値を超える場合には、高μ路と判定し、路面摩擦係数μに応じたトルクコンバータ出力軸トルクに基づいて、駆動力の低減値が可変制御されるため、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなるとともに、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことができ、運転性を大幅に向上させることが可能となる。
【００１８】
また、第３の発明は、トルクコンバータのスリップ比から求めた容量係数に基づいて、トルクコンバータ出力軸トルクを演算するため、前記従来例のような特別なセンサを付加する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、第４の発明は、容量係数の演算は、予め設定した高次関数によって行うため、トルクコンバータのスリップ比の変化に対して、容量係数τの変化が過大となって誤差が拡大する可能性ある領域の変化量を緩やかに近似させて、容量係数の過大な変動を抑制して誤差が拡大するのを防ぐことで、トルコン出力軸トルクの過大な変動を防ぎ、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させることができる。
【００２０】
また、第５の発明は、容量係数の演算を、スリップ比の変化量に対する容量係数の変化量が所定値以下の領域で行うため、容量係数の過大な変動を抑制して誤差が拡大するのを防止でき、トルコン出力軸トルクの過大な変動を防ぎ、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させることができる。
【００２１】
また、第６の発明は、駆動輪の目標駆動トルクを路面摩擦係数μに応じた値に設定することができ、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２２】
また、第７の発明は、エンジンの目標駆動トルクを路面摩擦係数μに応じた値に設定することができ、例えば、燃料噴射カットや吸入空気量の制御によって、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２３】
また、第８の発明は、駆動輪の目標駆動トルクに応じて制動力を制御することで、路面摩擦係数μに応じた駆動力低減値へ迅速に設定することができ、駆動輪の空転からの回復を迅速に行いながらも、伝達可能な最大の駆動トルクで車両の発進、加速を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１において、駆動力制御装置はマイクロコンピュータ等から構成されたＴＣＳコントローラ１と、車輪速制動力を制御するＡＢＳコントローラ２０と、車両の運転状態に応じてエンジン４の空燃比制御や点火時期制御を行うエンジンコントローラ２と、同じく車両の運転状態に応じて、自動変速機６の変速制御を行うＡＴコントローラ３から構成され、駆動輪の空転を検出すると、エンジンコントローラ２やＡＢＳコントローラ２０へ駆動力制御要求を送出し、駆動輪が発生するトルクを抑制するものである。
【００２６】
エンジン４はトルクコンバータ５、変速機６及び差動装置１３を介して後輪ＲＲ、ＲＬと連結されるＦＲ式を構成しており、以下、左右後輪ＲＬ、ＲＲを駆動輪とし、左右前輪ＦＬ、ＦＲを従動輪とする。
【００２７】
ＴＣＳコントローラ１には、各車輪または車軸の回転速度を検出する車輪速センサ１２ＦＲ、１２ＦＬ、１２ＲＲ、１２ＲＬの検出信号がそれぞれ入力され、ＴＣＳコントローラ１は、これら各車輪速ＶWFR、ＶWFL、ＶWRR、ＶWRLに基づいて、従動輪平均速Ｖｗｆ（＝車体速ＶＳＰ）と駆動輪平均速Ｖｗｒを演算して、駆動輪平均速Ｖｗｒが従動輪平均速Ｖｗｆに応じて変化するしきい値Ｖｗｓを超えてときには駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を検出し、駆動力制御の開始を示す制御フラグFTCSをＯＦＦからＯＮにして駆動力を抑制する制御が開始される。
【００２８】
なお、駆動輪の空転を検出するとともに、駆動力制御の目標値となる駆動輪速のしきい値Ｖｗｓは、現在の車体速を代表する従動輪平均速Ｖｗｆに所定値αを加算して求めたもので、
Ｖｗｓ＝Ｖｗｆ＋α
で表される。
【００２９】
そして、駆動力制御は、例えば、アクチュエータ９を駆動して第２スロットル１０の開度を変更することで、目標とするエンジントルクに応じて吸入空気量Ｑａを抑制してエンジン４の出力を抑制したり、エンジンコントローラ２またはＡＢＳコントローラ２０へ駆動力制御要求信号（＝制御フラグFTCS）を送出して、エンジンコントローラ２は、燃料噴射カット量ＦＣによってエンジン４の出力を目標とするエンジントルクに低減したり、また、ＡＢＳコントローラ２０は、目標とする駆動輪トルクに応じて、駆動輪ＲＲ、ＲＬのブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬへの液圧を制御し、駆動輪ＲＲ、ＲＬが伝達するトルクを抑制することなどで行われる。この場合、ＡＢＳコントローラ２０は、図示しないマスターシリンダ圧の発生がない場合でも、制御液圧を発生可能なように、液圧源を含むものである。
【００３０】
なお、ＴＣＳコントローラ１には、エンジンコントローラ２を介して図示しないクランク角センサからのエンジン回転数Ｎｅが、自動変速機６を制御するＡＴコントローラ３から変速比ＧＥＡＲ（または変速比）が入力される。
【００３１】
ここで、ＴＣＳコントローラ１で行われる駆動力制御の一例を図２、図３のフローチャートに示し、以下、これらフローチャートを参照しながら駆動力制御について詳述する。
【００３２】
なお、これらフローチャートに基づく制御は、上記のように、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転が検出されている駆動力制御期間中、すなわち、制御フラグFTCSがＯＮの間に、所定時間毎、例えば、１０msec毎等で実行されるものである。
【００３３】
図２は、駆動力制御の全体を示すメインフローチャートで、図３は、トルクコンバータ５の出力軸トルク（以下、トルコン出力軸トルクとする）ＴＲＱＯＵＴの演算を行うサブルーチンを示し、全体の制御の流れについて説明した後、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算について詳述する。
【００３４】
まず、ステップＳ１では、ＴＣＳコントローラ１が車輪速センサ１２ＲＲ、１２ＲＬの出力の基づいて算出した駆動輪平均速Ｖｗｒとエンジン回転数Ｎｅより、後述するようにトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを求める。
【００３５】
次に、ステップＳ２では、駆動力制御（以下、ＴＣＳ制御という）が開始された第１回目のループであるか否かを判定し、制御フラグFTCSが、ＯＦＦからＯＮへ変化した直後の第１回目のループであれば、ステップＳ３へ進む一方、第２回目以降のループであればステップＳ１３へ進む。
【００３６】
第１回目のループと判定された場合のステップＳ３では、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＲ＃（例えば、２７kgm）を超えているか否かを判定して、超えている場合にはステップＳ４へ進む一方、ＴＴＲ＃以下の場合には、低μ路であると判定してステップＳ１１へ進む。
【００３７】
ステップＳ４では、図４に示すように、ＴＣＳ制御が開始された時点のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを、ＴＳＣ制御中のトルクコンバータ５の出力軸トルクの目標値であるトルクリミッタＴＬＭinに設定する。ただし、トルクリミッタＴＬＭinは、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴがＴＴＲ＃を超えると、所定の最小値ＴminからＴＲＱＯＵＴの増大に比例して所定の最大値Ｔmaxまで増大するものである。
【００３８】
ステップＳ５では、ＡＴコントローラ３から読み込んだ自動変速機６の変速段ＧＥＡＲ（または変速比）が、一定値であるか否か、すなわち、変速過渡状態でないかを判定し、所定の変速段、例えば、１速に固定されている場合にはステップＳ６へ進む一方、変速過渡状態であれば、ステップＳ１１へ進む。
【００３９】
ステップＳ６では、後述するように演算される、トルクコンバータ５のポンプ５ｐとタービン５ｔのスリップ比ＴＣＳＬＰが、所定値未満であるかを判定する。この所定値は、例えば、０．８に設定され、ステップＳ１で行われるトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算精度が低下する領域にあるか、すなわち、ロックアップ状態ないしロックアップに近い状態でであるかを判定するもので、ロックアップ近傍の状態であれば、ステップＳ１１へ進む一方、そうでない場合には、ステップＳ７へ進む。
【００４０】
ステップＳ７は、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＱ＃（例えば、１８kgm）よりも大きいか否かを判定し、ＴＴＱ＃よりも大きい場合には、現在の路面状態が高μ路であると判定してステップＳ８へ進む一方、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが所定値ＴＴＱ＃（kgm）以下の場合には、上記低μ路の判定後と同様にしてステップＳ１１へ進む。
【００４１】
ステップＳ８では、路面の状態を示すフラグＦＭＵＮＴに１をセットして、高μ路で駆動力制御を開始したことを設定してから、ステップＳ９へ進む。
【００４２】
ステップＳ９では、上記ステップＳ４で設定されたトルクリミッタＴＬＭinに基づいて、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの目標値を、駆動力制御が開始された瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴに設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１０では、このトルクリミッタＴＬＭinを超えないように、上記したように、駆動力抑制手段としての第２スロットル１０、エンジン４の燃料噴射カット、ブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行って、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を抑制する。
【００４４】
一方、ステップＳ３の判定で、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃以下となった場合は、ステップＳ１１へ進み、路面の状態を示すフラグＦＭＵＮＴに０をセットして、低μ路で駆動力制御を開始したことを設定してから、ステップＳ１２へ進む。
【００４５】
ステップＳ１２では、予め設定した低μ路面用の目標駆動軸トルクＴＴＱ＃（例えば、１８Kgm）となるように、発進に必要な加速抵抗トルク、空気抵抗トルク、転がり抵抗トルク及び勾配抵抗トルクの和にフィルタ処理を施したものを、目標駆動トルクとして演算した後、ステップＳ１０へ進んで、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴがこの目標駆動トルクとなるよう、上記と同じく、駆動力抑制手段としての第２スロットル１０や、エンジン４の燃料噴射カットあるいはブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行って、駆動輪ＲＲ、ＲＬの空転を抑制する。
【００４６】
また、ステップＳ２の判定で、第２回目以降のループであると判定されたステップＳ１３では、ＴＣＳ制御中か否かを制御フラグFTCSの状態に基づいて、判定し、ＴＣＳ制御中であれば再びステップＳ５以降の処理へ戻る一方、ＴＣＳ制御が終了した場合には、ステップＳ１４へ進んで、路面状態を示すフラグＦＭＵＮＴを０にリセットして駆動力制御処理を終了する。
【００４７】
次に、ステップＳ１で行われるトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの演算処理について、図３のサブルーチンを参照しながら詳述する。
【００４８】
まず、ステップＳ２０では、現在の変速段ＧＥＡＲに基づいて、駆動系の定数ＩＮＶＧを次式により算出する。
【００４９】
ＩＮＶＧ＝（２×π×Ｒａ×６０×１０-3）／（Ｎｔ×Ｎｆ）………(１)
ただし、Ｒａ：駆動輪ＲＲ、ＲＬの回転半径
Ｎｔ：現在の変速段ＧＥＡＲに応じた変速比
Ｎｆ：差動装置１３の減速比
である。
【００５０】
次に、ステップＳ２１では、トルクコンバータ５のポンプ５ｐ側の回転数に相当する駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰを、エンジンコントローラ２から読み込んだエンジン回転数Ｎｅ ［ rpm ］に 、上記ステップＳ２０で求めた定数ＩＮＶＧを乗じて演算する。なお、駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰは、トルクコンバータ５をロックアップした状態の駆動輪速Ｖｗｒに相当する。
【００５１】
ステップＳ２２では、駆動輪平均速Ｖｗｒと、上記駆動輪速相当値ＶＰＯＭＰの比からトルクコンバータスリップ比（以下、トルコンスリップ比）ＴＣＳＬＰを、
ＴＣＳＬＰ＝Ｖｗｒ／ＶＰＯＭＰ ………(２)
より求める。
【００５２】
ステップＳ２３では、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰが１未満、すなわち、アンロックアップ状態であるか否かを判定し、１未満であればそのままステップＳ２５へ進む一方、１以上であれば、ステップＳ２４で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰ＝１、すなわち、ロックアップ状態にリミットをかける。
【００５３】
ステップＳ２５では、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰの変化に対してフィルタリングを施して、変化を平滑化した後、ステップＳ２６で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに基づいてトルクコンバータ５のトルク比ＭＹを次式より演算する。
【００５４】
ＭＹ＝Ｃ１−（Ｃ２×ＴＣＳＬＰ） ………(３)
ただし、Ｃ１、Ｃ２は、トルクコンバータ５の特性に応じて予め設定された値で、例えば、Ｃ１＝２、Ｃ２＝１．３に設定される。なお、このトルク比ＭＹの演算は、関数限定されることはなく、図示はしないが、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに応じたマップなどから求めてもよい。
【００５５】
次に、ステップＳ２７では、トルク比ＭＹが１よりも大きいか否かを判定し、１を超えていればそのままステップＳ２９へ進む一方、１未満であれば、ステップＳ２８で、トルク比ＭＹ＝１、すなわち、ロックアップ状態にリミットをかける。そして、ステップＳ２９では、トルク比ＭＹの変化に対してフィルタリングを施して、変化を平滑化した後、ステップＳ３０で、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰに基づいてトルクコンバータ５の容量係数τを次式より演算する。
【００５６】
τ＝Ｋ１×（１−ＴＣＳＬＰ7） ………(４)
ただし、Ｋ１は、トルクコンバータ５の特性に応じて予め設定された値で、例えば、Ｋ１＝４．９に設定される。この、トルクコンバータ５の容量係数τは、図５に示すように、実際には図中実線で示すように変化するが、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰが所定値、例えば、０．８を超えると、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰの微小な変化に対して、容量係数τの変化が過大となって、誤差が拡大する恐れがある。そこで、図中波線に示すように、容量係数τの特性曲線を上記（４）式のように高次関数、例えば、７次など３次以上の関数で、近似させることで、容量係数τの変化を抑制して誤差が拡大するのを防ぎ、後述するトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの過大な変動を防ぐことで、ハンチング等を防止して制御の安定性を向上させているのである。
【００５７】
さらに、容量係数τの特性をマップとして、ＴＣＳコントローラ１に記憶させてもよいが、この場合、ＲＯＭ等の記憶容量を増大させる必要があり、製造コストの低減のためには、上記（４）式のような、高次関数で近似させるのが望ましい。
【００５８】
次の、ステップＳ３１では、こうして求めた容量係数τとエンジン回転数Ｎｅに基づいて、トルクコンバータ５の入力トルクＴＲＱＩＮ（ポンプトルク）を、
ＴＲＱＩＮ＝τ×Ｎｅ2 ………(５)
より演算する。
【００５９】
そして、ステップＳ３２では、この入力トルクＴＲＱＩＮに、ステップＳ２９で求めたトルク比ＭＹを乗じたものを、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴとして演算する。
【００６０】
ＴＲＱＯＵＴ＝ＴＲＱＩＮ×ＭＹ ………(６)
上記のようにして、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを求めた後に、図２のメインルーチンへ復帰するのである。
【００６１】
ここで、路面の摩擦係数μとトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴの関係について、車両の並進運動と車輪の回転運動に基づいて説明する。
【００６２】
いま、角速度Ｖωで回転する半径Ｒの駆動輪に、荷重Ｗが加わっている車両が、摩擦係数μの路面上を加速度αｘで走行している場合を考える。駆動力をＴＤとすると、
ＩＶω＝ＴＤ−μＷｒＲ ………(７)
一方、並進運動の拘束条件より、
Ｗ／ｇ・αｘ＝μＷｒ ………(８)
で表され、駆動輪がグリップしている場合には、
αｘ＝ＲＶω ………(９)
一方、駆動輪がスリップしている場合には、
αｘ＜ＲＶω ………(１０)
で表現される。
【００６３】
上記（７）式より、
【００６４】
【数１】
となる。
【００６６】
この（１１）式を満たす駆動力ＴＤが、駆動輪をグリップしながら伝達できる値となる。
【００６７】
ところで、上記（１１）式中のＩ・ｇ／ｒ2は、エンジン４、自動変速機６などの駆動系及び駆動輪ＲＲ、ＲＬの車軸系の慣性モーメントを、駆動輪の動半径上の重量に換算した回転部分慣性重量のことであり、これをΔＷとすると、
ΔＷ＝Ｉ・ｇ／Ｒ2 ………（１２）
となる。
【００６８】
上記（１１）式及び（１２）式から
【００６９】
【数２】
で表され、路面に伝達可能なトルクは、あくまでもμＷｒＲであるが、回転部分を加速させるのに要するトルクμＷｒＲ・ΔＷ／Ｗが必要なので、スリップしない最大のエンジントルクは、ＴＤ相当値になることを示している。
【００７１】
上記トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴは、駆動輪が空転した後では、必ずしも、路面摩擦係数μを代表するものではないが、駆動輪のグリップ限界を超える瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴでみると、上記（１３）式のように路面摩擦係数μに比例した関数となる。
【００７２】
すなわち、ＴＣＳ制御が開始された瞬間の駆動力ＴＤが、上記（１３）式で表されるので、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴは路面摩擦係数μの関数となり、上記ステップＳ４で設定したトルクリミッタＴＬＭinは、そのときの路面状態において伝達可能な駆動力の最大値に設定されるのである。
【００７３】
以上のステップＳ１〜ステップＳ３２の処理を所定時間毎に行うことにより、図６に示すように、駆動輪ＲＲ又はＲＬが空転を開始して、時間ｔ１で駆動輪平均速Ｖｗｒがしきい値Ｖｗｓを超えるスリップ状態になると、制御フラグFTCSがＯＦＦからＯＮに変化してＴＣＳ制御が開始される。
【００７４】
そして、ＴＣＳ制御の第１回目のループでは、ステップＳ１で求めたトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃を超えていれば、高μ路であると判定して（ステップＳ３）、空転を開始した瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴを、その路面状態で伝達可能な駆動トルクの最大値として、トルクリミッタＴＬＭinにセットする（ステップＳ４）。そして、変速段または変速比が一定の定常状態で、かつ、トルコンスリップ比ＴＣＳＬＰがロックアップ条件未満のときには（ステップＳ５、Ｓ６）、ステップＳ４で設定したトルクリミッタＴＬＭinを超えないように、上記駆動力抑制手段としての第２スロットル１０や、エンジン４の燃料噴射カットあるいはブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの液圧制御を行うことで、高μ路では空転を開始したときのトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴによって、路面摩擦係数μに応じてリミッタ値ＴＬＭinがＴminからＴmaxの間で連続的に変更されて駆動力の抑制制御が行われるため、一定の駆動力抑制値で駆動力制御を行う場合のように、駆動力の過大な低減による失速感を運転者へ与えることがなくなるとともに、路面摩擦係数μに応じた最大の駆動トルクによって、車両の発進、加速を迅速に行うことができるのである。
【００７５】
一方、空転を開始した瞬間のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴが、所定値ＴＴＲ＃以下であれば、低μ路と判定して、ステップＳ１２において、所定の低μ路用目標値ＴＴＱ＃によって駆動力制御を行うため、高μ路での失速感を抑制しながらも、低μ路でのグリップを確実に確保することが可能となり、路面状態にかかわらず、車両の安定性を確保しながら、最大の加速状態を得ることが可能となって、車両の運転性を大幅に向上させることが可能となるのである。そして、車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ及びトルクコンバータ５を備えた車両であればよいため、前記従来例のように、特別なセンサを必要とせず、製造コストの上昇を確実に抑制することができるのである。
【００７６】
このようにして、駆動輪の空転がしきい値Ｖｗｓ以下になる時間ｔ２まで駆動力制御が行われる。
【００７７】
なお、上記実施形態において、駆動力制御手段として、第２スロットル１０の制御、ブレーキアクチュエータ２１ＲＲ、２１ＲＬの制御及び燃料噴射カット制御のいずれか一つを行うものであってもよい。
【００７８】
また、ステップＳ５において、１速による発進を想定したが、スノーモードなど、２速あるいは３速等で発進する場合には、発進に用いる変速段を設定すればよい。
【００７９】
また、自動変速機６に無段変速機を採用した場合、上記ステップＳ２０の演算において、変速比Ｎｔに無段変速機の変速比を与えればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す駆動力制御装置の概略構成図。
【図２】同じくＴＣＳコントローラで行われる制御の一例を示すフローチャートのメインルーチン。
【図３】同じくＴＣＳコントローラで行われる制御の一例を示すフローチャートで、トルコン出力軸トルク演算部のサブルーチン。
【図４】駆動力制御開始時のトルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴに対応したトルクリミッタＴＬＭinのマップ。
【図５】トルクコンバータスリップ比とトルコン容量係数τの関係を示すグラフ。
【図６】発進時に駆動輪が空転した場合の、車輪速と制御フラグ及びトルクリミッタＴＬＭin、トルコン出力軸トルクＴＲＱＯＵＴと時間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１ ＴＣＳコントローラ
２ エンジンコントローラ
４ エンジン
５ トルクコンバータ
６ 自動変速機
１０ 第２スロットル
１２ＦＲ、１２ＦＬ、１２ＲＲ、１２ＲＬ 車輪速センサ
１３ 差動装置
２０ ＡＢＳコントローラ
Claims (8)
- 駆動輪の路面に対するスリップが所定値を超えたときに駆動輪の空転を判定する駆動力制御開始判定手段と、
前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときに駆動輪の駆動力を低減する駆動力抑制手段とを備えた車両用駆動力制御装置において、
エンジンと駆動輪の間の動力伝達経路に介装されたトルクコンバータと、
駆動輪速とエンジン回転数に基づいてトルクコンバータのスリップ比を検出し、前記スリップ比とトルクコンバータへの入力トルクに基づいてトルクコンバータの出力軸トルクを検出するトルコン出力軸トルク検出手段を備え、
前記駆動力制御開始判定手段が駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクに基づいて、前記駆動力の低減値を設定する駆動力低減値設定手段とを備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 前記駆動力低減値設定手段は、駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクが所定値を超える場合には、高μ路と判定して駆動輪の空転を判定したときのトルクコンバータ出力軸トルクの大きさに応じて前記駆動力の低減値を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記トルコン出力軸トルク検出手段は、トルクコンバータのスリップ比から求めた容量係数に基づいて、トルクコンバータ出力軸トルクを演算することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記トルコン出力軸トルク検出手段は、予め設定した高次関数に基づいて、前記容量係数を演算することを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記容量係数の演算は、スリップ比の変化量に対する容量係数の変化量が所定値以下の領域で行うことを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクを低減することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記駆動力抑制手段は、エンジンの目標駆動トルクを低減することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記駆動力抑制手段は、駆動輪の目標駆動トルクに応じて制動力を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
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-
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